弄清楚如何在太空中养活人们是证明人类长期居住在外星环境中的可行性的更大努力的主要部分。2022 年5月 12日，一组科学家宣布，他们利用阿波罗登月任务期间收集的月球土壤成功种植了植物。但这并不是科学家们第一次尝试在通常不支持生命的土壤中种植植物。
我是南极科学史学家。120多年来，如何在地球最南端种植植物和食物一直是一个活跃的研究领域。这些努力有助于进一步了解极端环境下农业面临的诸多挑战，并最终导致在南极洲进行有限但成功的植物种植。尤其是在1960年代之后，科学家们开始明确地将这项研究视为人类在太空居住的垫脚石。
在南极种植植物
在南极洲种植植物的最早努力主要集中在为探险者提供营养。
1902年，英国医生和植物学家雷金纳德·科特利茨是第一个在南极土壤中种植食物的人。他从麦克默多海峡收集了一些土壤，并用它在探险船的天窗下的盒子里种植芥末和水芹。收成立即对远征有利。科特利茨的产量足以在坏血病爆发期间，整个船员都吃蔬菜来帮助避免他们的症状。这个早期的实验证明了南极土壤可以生产，并且还指出了极地探险期间新鲜食物的营养优势。
早期在南极地区直接种植植物的尝试不太成功。1904年，苏格兰植物学家 罗伯特-鲁德摩斯-布朗将22种耐寒北极植物的种子邮寄到寒冷的小劳里岛，看看它们是否会生长。所有的种子都没有发芽，鲁德摩斯-布朗将其归因于环境条件和缺乏生物学家来帮助它们生长。
已经有更多尝试将非本地植物引入南极景观，但通常它们并没有存活很长时间。虽然土壤本身可以维持一些植物的生命，但恶劣的环境对植物种植并不友好。
现代技术和情感益处
到1940年代，许多国家开始在南极建立长期研究站。由于不可能在外面种植植物，一些住在这些车站的人自己建造温室来提供食物和情感健康。但他们很快意识到，南极土壤的质量太差，无法种植除芥菜和水芹之外的大多数农作物，而且通常在一两年后就失去了肥力。从1960年代开始，人们开始转向无土水培法，在这种系统中，您可以在人工和自然光相结合的情况下种植植物，并将其根部浸入化学增强的水中。
通过在温室中使用水培技术，植物生产设施根本没有利用南极环境来种植农作物。相反，人们正在创造人为的条件。
到2015年，南极洲至少有43个不同的设施，研究人员曾在某个时候种植过植物。虽然这些设施对科学实验很有用，但许多南极居民很高兴能够在冬天吃新鲜蔬菜，并认为这些设施对他们的心理健康有巨大的好处。正如一位研究人员所说，它们“温暖、明亮、充满绿色——这是南极冬季人们怀念的环境”。
南极洲作为太空的模拟
随着人类对南极洲的永久占领在20世纪中叶不断增长，人类也开始向太空推进，特别是向月球推进。从1960年代开始，为 NASA等组织工作的科学家们开始将充满敌意、极端和外星人的南极视为太空探索的便利模拟，各国可以在那里测试太空技术和协议，包括植物生产。这种兴趣一直持续到20世纪末，但直到2000年代，太空才成为一些南极农业研究的主要目标。
2004年，美国国家科学基金会和亚利桑那大学受控环境农业中心合作建造了南极食物生长室。该项目旨在测试受控环境农业的理念——一种最大限度地提高植物生长同时最大限度地减少资源使用的方法。根据其建筑师的说法，该设施非常模仿月球基地的条件，并为“将食品生产转移到太空居住区时出现的一些问题在地球上提供了类似物”。该设施继续为南极站提供补充食物。
自从建造了南极食物生长室后，亚利桑那大学就与美国宇航局合作建造了一个类似的原型月球温室。
在太空种植植物
随着人们在20世纪末开始在太空中花费更长的时间，宇航员开始利用在南极洲种植植物一个世纪的经验。
2014 年，NASA 宇航员在国际空间站上安装了蔬菜生产系统，以研究微重力下的植物生长。第二年，他们收获了一小片生菜，然后用香醋吃了一些生菜。正如南极科学家多年来一直争论的那样，美国宇航局断言新鲜农产品的营养和心理价值是“应对长期深入太空任务挑战的解决方案”。
迄今为止，南极研究在太空中发挥着重要作用。2018年，德国在南极洲启动了一个名为EDEN ISS的项目，该项目专注于植物栽培技术及其在半封闭系统中的太空应用。这些植物在空气中生长，因为喷雾器在它们的根部喷洒化学增强的水。在第一年，伊甸园国际空间站能够生产足够的新鲜蔬菜，足以满足六人机组人员三分之一的饮食。
就像在南极历史上一样，如何种植植物的问题是任何关于月球或火星上可能的人类定居点的讨论的核心。人们最终放弃了为粮食生产而耕种南极恶劣环境的努力，转而使用人工技术和环境来实现这一目标。但是经过一个多世纪的实践和使用最现代的技术，南极洲种植的食物从未能够长期供养许多人。在将人们送上月球或火星之前，首先证明一个定居点可以在地球冰冻的南部平原中独立生存可能是明智之举。